ダイナミック照明で温室効果のエネルギーコストを節約

写真：シグニフィ

現在、エネルギー価格は非常に高騰しており、これは栽培者の照明設備にも反映されています。 HPS ランプはオフになり、より経済的であるだけでなく、調光も可能な LED ライトに置き換えられています。 依然として人工光を使用する必要がありますが、より賢明な方法で使用することで、品質を損なうことなく、製品 1 キログラムあたりの大幅なコスト削減を達成できます。

照明への新しいアプローチの中心となるのは、費用対効果と柔軟性という 2 つの概念です。 植物が成長するには光合成活性放射線（PAR）が必要です。 結局のところ、重要なのは、適切な組成 (スペクトルと強度) で十分な PAR 光を、可能な限り低いコストで植物に与え、良好なパフォーマンスを発揮することです。 そして、電気料金が一定ではなく、時間ごとに変化するのと同様に、植物の光要件も一定ではありません。 研究と実践により、光を動的な成長因子として扱うことが植物の発育と光熱費の両方にとって有益であることがすでに示されています。 照明設備が決まった時間に常にフルパワーで稼働していた時代は、間もなく過去のものになるでしょう。エネルギー投入単位ごとに生産を最適化することが常に求められるからです。

費用対効果は、1 日または 1 週間あたりに与えられる PAR の合計、自然光を補うために必要な LED 光の量など、さまざまな変数を伴う動的なゲームとみなすことができます。 可能な限り経済的にこれらの量を達成するには、1 日および 1 週間を通して照明期間と照明時間を配分することを考慮することも重要です。 最高レベルのエネルギー効率を達成するには、提供されるスペクトルを変更して、効率は低いが必要または望ましい色 (遠赤色や緑色/白色光など) の使用を可能な限り最小限に抑えることができます。 もちろん、照明設備とソフトウェアはこれに適したものでなければなりません。 最後に、どの範囲を利用できるか、実際にどの程度の節約が達成できるかを実証するための実践的な研究と経験が必要です。

シームレスな調光可能な LED の設置とそれを制御するための適切なプログラムを使用して、生産者は今どのようにしてコストを節約できるでしょうか? まずは、固定パターンに別れを告げることから。 すでに利用可能な作物と日光に導かれ、必要に応じてそれを補いましょう。 光は温度と同様に、動的な成長因子であると考えてください。 これにより、早朝や午後遅くではなく、夜間や日中の特定の時間帯などの安価な時間帯に、電気料金が比較的安い週末に照明を最大限の電力で使用できるようになります。 。

昨シーズン、Signify のチームは比較試験で、トマト作物のエネルギー価格に基づいてタイミングと光量の組み合わせをテストしました。 これは、同じ光量を毎週受けた 2 つのコンパートメントで行われました。 コンパートメント 1 は、220 μmol/m2/秒の一定の光強度および 18 時間の日長で照明されました。 隣接する区画では、最大光強度 300 μmol/m2/秒の動的照明が提供されましたが、これも減光されました。 点灯期間中の最小光強度は常に 50 μmol/m2/s でした。 この最小値は、とりわけ、品種、作物の位置、および植物の負荷に依存し、段階および負荷に応じてわずかに高くなる場合があります。 電気料金に基づいて制御され、週末と夜間に最大の光強度が使用されます。 これは、その時点で温室の最高温度にも達したことを意味します。 ここが現在の栽培方法と異なるところです。 実際には、午後に温度のピークを達成することが目標となることがよくあります。 パイロットでは、動的照明の範囲を段階的に定義するために、照明制御が実際の通常よりも少し極端になっています。

栽培の過程で、収穫結果に違いが見られました。 照明がどの程度厳密に制御されているかに応じて、作物の生産性と品質の両方の点で同様のパフォーマンスを示しながら、エネルギーコストが最大 8% 削減されました。 作物は一日のうちの安価な時間帯に光にさらされるため、kWh あたりの平均価格は低くなり、照明を暗くすると照明器具の効率も上がります。 これにより、総エネルギー消費量が削減されます。 光合成活性に違いは観察されていないため、成長の可能性は等しいと結論付けています。 もう 1 つ目立ったのは、動的に制御された区画内での作物の生長の管理が少し容易になったため、この作物のバランスが若干良くなったということです。 ただし、これによって生産に違いは生じませんでした。 また、動的に照明されたコンパートメントでは蒸発がわずかに高いことにも気付きましたが、これによって品質が変化することはありませんでした。 最後に、生産量が同じであっても、栽培中に 2 つの区画間で果実の重さが異なることがわかりました。 どうやら、同化のバランスは照明スケジュールに影響されるようです。